qu'est-ce que Linux embarqué

Linux embarqué fait référence à Linux embarqué, et Linux embarqué fait référence à Linux standard qui a été miniaturisé et adapté pour être solidifié dans une puce mémoire ou un microcontrôleur d'une capacité de seulement quelques K ou M octets, adapté à des applications embarquées spécifiques. Système d'exploitation Linux pour les scénarios d'application.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système linux7.3, ordinateur Dell G3.

Qu'est-ce que Linux embarqué ?

fait référence à Linux embarqué.

1. Embedded Linux (Embedded Linux) fait référence à Linux standard qui a été miniaturisé et transformé en une puce mémoire ou un microcontrôleur d'une capacité de seulement quelques K ou M octets, adapté à des applications Linux embarquées spécifiques.

2. Caractéristiques de Linux embarqué

Frais de droit d'auteur : gratuits ;

Frais d'achat : coût du support

Support technique : les développeurs de logiciels gratuits du monde entier fournissent une assistance ; transplantation : facile, le code est ouvert, pris en charge par de nombreux logiciels d'application ;

　Cycle de développement de produits d'application : court, de nouveaux produits peuvent être lancés rapidement, car il existe de nombreux codes publics qui peuvent être référencés et transplantés ;

　Performances en temps réel : RT_Linux, hardhat Linux, etc. Linux embarqué prend en charge les performances en temps réel

Stabilité : bonne

Sécurité : bonne ;

　 3. Perspectives de marché et opportunités commerciales de Linux embarqué

Linux embarqué a d'énormes perspectives de marché et opportunités commerciales, et un grand nombre d'entreprises et de produits professionnels ont vu le jour, tels que Montavista, Lineo, Emi, etc. Il existe des associations industrielles, telles que l'Embedded Linux Consortium, etc. Il est soutenu par des sociétés informatiques de renommée mondiale et des fabricants de cartes OEM, tels qu'IBM, Motorola, Intel, etc. Les fabricants de systèmes embarqués traditionnels ont également adopté des stratégies Linux, comme Lynxworks, Windriver, QNX, etc. Il existe également le soutien d'un grand nombre de passionnés de Linux embarqué sur Intelnet. Linux embarqué prend en charge presque tous les processeurs embarqués et est porté sur presque toutes les cartes OEM embarquées.

4. Champs d'application de Linux embarqué

Les champs d'application de Linux embarqué sont très larges. Les principaux domaines d'application sont les appareils d'information : PDA, STB-Set-stopbox, Téléphone numérique, Répondeur, Téléphone à écran, réseau de données : Commutateurs Ethernet, routeur, pont, hub, serveurs d'accès à distance, ATM, relais de trames, communications à distance, électronique médicale, transport, périphériques informatiques, contrôle industriel, domaines aéronautiques, etc.

5. Avantages de Linux embarqué

Le développement et la recherche sur Linux embarqué sont un point chaud dans le domaine des systèmes d'exploitation. Environ la moitié des systèmes embarqués développés avec succès utilisent actuellement Linux. La raison pour laquelle Linux peut obtenir des résultats aussi brillants sur le marché des systèmes embarqués est indissociable de ses propres excellentes caractéristiques.

　1. Prise en charge matérielle étendue

　Linux peut prendre en charge plusieurs architectures telles que x86, ARM, MIPS, ALPHA, PowerPC, etc. Il a été transplanté avec succès sur des dizaines de plates-formes matérielles et peut fonctionner sur presque tous les processeurs populaires. Linux dispose d'une ressource de pilotes exceptionnellement riche, prend en charge une variété de périphériques matériels courants et les dernières technologies matérielles, et peut même fonctionner sur des processeurs sans unité de gestion de mémoire (MMU), ce qui favorise davantage l'application de Linux dans les systèmes embarqués.

　2. Le noyau est efficace et stable

　L'efficacité et la stabilité du noyau Linux ont été vérifiées par un grand nombre de faits dans divers domaines. La conception du noyau Linux est très sophistiquée et est divisée en planification des processus, gestion de la mémoire, communication inter-processus, système de fichiers virtuel et réseau L'interface se compose de cinq parties et son mécanisme de module unique peut insérer ou supprimer certains modules dans ou hors du noyau en temps réel selon les besoins de l'utilisateur. Ces caractéristiques permettent d'adapter le noyau du système Linux de manière très compacte, ce qui est très adapté aux besoins des systèmes embarqués.

　3. Code open source, logiciel riche

　Linux est un système d'exploitation open source gratuit, qui offre aux utilisateurs le plus grand degré de liberté. Étant donné que les systèmes embarqués varient considérablement, ils doivent souvent être modifiés et optimisés pour des applications spécifiques. , L'accès au code source devient critique. Les ressources logicielles Linux sont très riches. Presque tous les programmes courants peuvent être trouvés sous Linux, et leur nombre ne cesse d'augmenter. Lors du développement d’un logiciel d’application embarqué sous Linux, vous n’avez généralement pas besoin de repartir de zéro, vous pouvez plutôt choisir un logiciel gratuit similaire comme prototype et y effectuer un développement secondaire.

　4. Excellents outils de développement

　La clé du développement de systèmes embarqués est un ensemble complet d'outils de développement et de débogage. L'outil traditionnel de développement et de débogage intégré est l'émulateur en circuit (ICE), qui fournit un environnement de simulation complet pour le programme cible en remplaçant le microprocesseur de la carte cible, afin que les développeurs puissent clairement comprendre l'état de fonctionnement du programme sur le La carte cible facilite la surveillance et le débogage du programme. Les émulateurs en ligne sont très coûteux et ne conviennent qu'au débogage de très bas niveau. Si vous utilisez Linux intégré, une fois que le logiciel et le matériel peuvent prendre en charge les fonctions normales du port série, vous pouvez ainsi développer et déboguer sans utiliser d'émulateur en ligne. économiser une quantité considérable de coûts de développement. Linux embarqué fournit aux développeurs une chaîne d'outils complète (Tool Chain). Il utilise gcc de GNU comme compilateur et gdb, kgdb et xgdb comme outils de débogage. Il peut facilement tout implémenter, du système d'exploitation au niveau de débogage du logiciel d'application.

　5. Mécanisme complet de communication réseau et de gestion de fichiers

　Linux est indissociable d'Internet depuis sa naissance, prend en charge tous les protocoles réseau Internet standard et est facilement transplanté dans les systèmes embarqués. De plus, Linux prend également en charge les systèmes de fichiers tels que ext2, fat16, fat32, romfs, etc., qui constituent une bonne base pour le développement d'applications système embarquées.

6. Les défis de Linux embarqué

À l'heure actuelle, le boom de la recherche et du développement des systèmes Linux embarqués est en plein essor et occupe une part de marché importante en plus de certaines sociétés Linux traditionnelles (telles que RedHat, MontaVista, etc.) qui le sont. engagé dans l'embarqué En plus du développement et de l'application de Linux, des sociétés célèbres telles que IBM, Intel et Motorola ont également commencé des recherches sur Linux embarqué. Bien que les perspectives soient brillantes, il existe encore un écart entre les résultats de la recherche sur Linux embarqué et les exigences réelles du marché. Pour développer un système Linux embarqué véritablement mature, des efforts doivent être faits dans les aspects suivants.

　1. Améliorer les performances en temps réel du système

Bien que Linux ait été appliqué avec succès à divers appareils embarqués tels que les PDA, les téléphones mobiles, les téléviseurs de voiture, les décodeurs, les fours à micro-ondes en réseau, etc., il est également utilisé dans le domaine médical, l'aviation, les transports, le contrôle industriel, etc. Il ne peut pas être directement appliqué dans des situations avec des exigences en temps réel très strictes. La raison en est que le Linux existant est un système d'exploitation général, bien qu'il utilise également de nombreuses technologies pour accélérer. le fonctionnement et la réponse du système et est conforme à la norme POSIX 1003.1b. Il ne s'agit pas essentiellement d'un système d'exploitation temps réel embarqué. La stratégie de planification du noyau Linux suit essentiellement celle du système UNIX. Son application directe à l'environnement temps réel intégré présentera de nombreux défauts, tels que la désactivation des interruptions lors de l'exécution du thread du noyau, l'incertitude temporelle dans la stratégie de planification en temps partagé, et Manque de minuteries de haute précision, etc. Pour cette raison, utiliser Linux comme système d'exploitation sous-jacent et y effectuer une transformation en temps réel pour créer un système embarqué doté de capacités de traitement en temps réel est une solution de plus en plus populaire.

　2. Améliorer la structure du noyau

　Le noyau Linux adopte une structure monolithique. L'ensemble du noyau est un programme distinct et très volumineux, ce qui permet aux différentes parties du système de communiquer directement et de réduire efficacement le temps de commutation. améliore la vitesse de réponse du système, mais cela n'est pas cohérent avec les caractéristiques de petite capacité de stockage et de ressources limitées des systèmes embarqués. Les systèmes embarqués utilisent souvent une autre architecture appelée micro-noyau, c'est-à-dire que le noyau lui-même ne fournit que certaines des fonctions les plus élémentaires du système d'exploitation, telles que la planification des tâches, la gestion de la mémoire, la gestion des interruptions, etc., et est similaire au système de fichiers. Des fonctions supplémentaires telles que car les protocoles réseau et les protocoles réseau s'exécutent dans l'espace utilisateur et peuvent être sélectionnés en fonction des besoins réels. Bien que l'efficacité d'exécution du Microkernel ne soit pas aussi bonne que celle du Monolithic, il réduit considérablement la taille du noyau, facilite la maintenance et la transplantation et peut mieux répondre aux exigences des systèmes embarqués. Vous pouvez envisager de transformer la partie noyau Linux en micro-noyau, afin que Linux puisse avoir des performances élevées tout en répondant aux exigences de petite taille des systèmes embarqués.

　3. Améliorer la plate-forme de développement intégrée

　L'introduction d'une plate-forme de développement intégrée pour les systèmes Linux embarqués est une exigence inhérente au développement et à l'application ultérieurs de Linux embarqué. Traditionnellement, les systèmes embarqués sont orientés vers des applications spécifiques, et les logiciels et le matériel doivent coopérer étroitement. Cependant, avec l'expansion continue de l'échelle des systèmes embarqués et l'expansion continue des domaines d'application, l'émergence des systèmes d'exploitation embarqués est devenue inévitable. , car ce n'est qu'ainsi que les systèmes embarqués pourront se développer dans une direction hiérarchique et modulaire. De toute évidence, la plate-forme de développement intégrée intégrée est également conforme à la tendance de développement ci-dessus. Un excellent environnement de développement intégré intégré peut fournir des fonctions de simulation relativement complètes et réaliser le développement simultané de logiciels d'application embarqués et de matériel embarqué, éliminant ainsi le « embarqué ». Le développement de logiciels d'application traditionnels repose sur le développement de matériel embarqué et repose sur le développement de matériel embarqué. Une plate-forme de développement intégrée complète comprend généralement un compilateur, un connecteur, un débogueur, un tracker, un optimiseur et une interface utilisateur intégrée. Actuellement, Linux recherche des plates-formes de personnalisation de système spécifiques basées sur une interface graphique et des systèmes embarqués commerciaux tels que Windows CE. il y a encore un grand écart par rapport aux systèmes d'exploitation traditionnels, et l'environnement de développement intégré global doit être amélioré et perfectionné.

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